DE648888C

DE648888C - AC switch

Info

Publication number: DE648888C
Application number: DES110988D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Kesselring
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1933-09-13
Filing date: 1933-09-14
Publication date: 1937-08-10

Description

Wechselstromschalter Die Kontaktöffnung der meisten bekannten Hochleistungsschalter für Wechselstromkreise erfolgt zu einem mit Bezug auf die zeitliche Änderung des Wechselstromes willkürlichen Zeitpunkt.AC switch The contact opening of most known high-performance switches for alternating current circuits takes place at a with reference to the temporal change of the Alternating current arbitrary point in time.

Man ist nun in neuerer Zeit dazu übergegangen, dieHochleistungsschalter mit hochwertigen Stromunterbrechungseinrichtungen für die Löschung des än den Kontakten auftretendenLichtbogens auszurüsten, die den Strom in der Regel in dem der Kontakttrennung folgenden ersten oder zweiten Stromnulldurchgang unterbrechen. Die Vorzüge dieserS tromunterbrechungseinrichtungen werden jedoch durch die bekannte Steuerung der Schalter nicht voll ausgenützt. Die Schaltarbeit und damit die gesamte Beanspruchung des Schalters ist bei den bekannten Einrichtungen immer noch sehr beträchtlich.In recent times one has now switched to the high-performance switch with high-quality current interruption devices for the deletion of the changing contacts arcing that occurs, the current usually in that of the contact separation interrupt the following first or second current zero crossing. The advantages of thisS current interruption devices are, however, by the known control of the switch not fully used. The switching work and thus the entire load on the Switch is still very considerable in the known devices.

Die Erfindung geht davon aus, daß die Stromünterbrechung an den geöffneten Kontakten eines Wechselstromschalters nur im Stromnulldurchgang möglich und zweckmäßig ist und die neueren Stromunterbrechungseinrichtungen durchwegs unter Berücksichtigung dieser Tatsache gebaut sind. Sie löst die Aufgabe, den zwischen den sich öffnenden Kontakten übergehenden Lichtbogen bzw. Strom nur während des Bruchteiles einer Halbwelle des Wechselstromes bestehen zu lassen und macht zu diesem Zweck von Auslöseeinrichtungen Gebrauch, die den Auslöseimpuls in Abhängigkeit von der Stromphase erzeugen.The invention assumes that the Stromünterbrechung to the open Contacts of an alternating current switch are only possible and practical when the current is zero crossing and the newer current interruption devices are consistently taken into account built on this fact. It solves the task between the ones that open up Arc or current passing over contacts only during a fraction of a half-wave of the alternating current and makes for this purpose of release devices Use that generate the trigger pulse depending on the current phase.

Es sind Schalter bekannt, deren Auslösung in Abhängigkeit von der Stromphase durch besondere Auslöseeinrichtungen herbeigeführt wird. Diese Schalter sind indessen nicht geeignet, Stromkreise größerer Leistung mit einer Lichtbogendauer, die kleiner ist als eine Wechselstromhalbwelle, zu unterbrechen. Sofern bei diesen Schaltern die Kontakte genau im Augenblick des Stromnulldurchganges getrennt werden, sind die Voraussetzungen für dieStromunterbrechung nicht erfüllt, weil die Kontakte eine gewisse Unterbrechungsstrecke zurücklegen müssen, damit der Lichtbogen nicht wieder zündet. Auch eine Kontakttrennung kurz vor dem Stromnulldurchgang, jedoch zu einem beliebigen Zeitpunkt, reicht nicht aus, um die Verlängerung des Lichtbogens über die Daüer einer Wechselstromhalbwelle zu verhindern.There are known switches whose triggering depending on the Current phase is brought about by special release devices. These switches are, however, not suitable for power circuits with greater power with an arc duration, which is smaller than an alternating current half-wave. Unless with these If the contacts are switched exactly at the moment of the current zero crossing, the prerequisites for the power interruption are not met because the contacts have to cover a certain interruption distance so that the arc does not occur re-ignites. Also a contact separation shortly before the current zero crossing, however At any one point in time, it is insufficient to extend the arc to prevent over the duration of an alternating current half-wave.

Die Erfindung besteht dariiz, daß der Schalter mit einer Auslöseeinrichtung ausgerüstet ist, die die Trennung der Kontakte um eine solche Zeitspanne vor einem Stromnulldurchgang herbeiführt, die gerade noch ausreicht, daß bis zu diesem Stromnulldurchgang die von den Verhältnissen des Schalters abhängige und für jede Schalterart angebbare Löschdistanz der Kontakte erreicht ist. Die Löschdistanz der Kontakte und die für die Einschaltung dieser Löschdistanz erforderliche . Zeitspanne ist für jede Schalterart durch eine Reihe von Eigenschaften des' Schalters bzw. seiner Löschvorrichtung festgelegt. Als solche Eigenschaften kommen in "Betracht: Die Kontakttrennungsgeschwindigkeit, die Kontaktform, die Art der Löschvorrichtung, die Trägheit, mit der die Löschmittelströmung in Gang kommt, die Lage der Löschzone in bezug auf die Kontaktstelle und vieles andere. Diese Zeitspanne kann bei den für die Erfindung angewendeten Löscheinrichtungen unter allen Umständen kleiner gehalten werden als die Halbwellendauer des Wechselstromes. In neuerer Zeit sind eine ganze Anzahl hierfür geeigneter Stromunterbrechungs- und Lichtbogenlösclieinriclitungen bekamitgeworden, v. 13. Düsen für die Löschung des Lichtbogens durch ein gasoller dampfförmiges strömendes oder expandierendes Löschmittel, Expansionskammern für die Unterbrechung des Lichtbogens durch Erzeugung einer sprunghaft plötzlichen Druckentlastung der vom Lichtbogen aus einer Flüssigkeit gebildeten Dämpfe u.a. Die für die Erreichung der Löschdistanz der Kontakte erforderliche Zeitspanne braucht hier nicht konstant zu sein, sondern kann sich in einem bestimmten Verhältnis mit dem Abschaltstrom ändern. Wesentlich ist nur, daß sie von vornherein für jede Abschaltung festliegt.The invention consists in that the switch is equipped with a tripping device which causes the contacts to be separated by such a period of time before a current zero crossing that the current zero crossing is dependent on the conditions of the switch and can be specified for each type of switch The contacts have reached the clearing distance. The extinguishing distance of the contacts and the distance required to activate this extinguishing distance. The period of time is determined for each type of switch by a series of properties of the switch or its extinguishing device. Such properties include: the contact separation speed, the form of contact, the type of extinguishing device, the inertia with which the flow of extinguishing agent starts, the position of the extinguishing zone in relation to the contact point and many other things Invention used extinguishing devices are kept smaller under all circumstances than the half-wave duration of the alternating current. Recently, a number of suitable current interruption and arc release lines have been added, v. 13 for the interruption of the arc by generating a sudden sudden pressure relief of the vapors formed by the arc from a liquid, etc. The time required to achieve the extinguishing distance of the contacts does not need to be constant here, but can vary change in a certain ratio with the breaking current. It is only essential that it is fixed from the outset for each shutdown.

Durch die Erfindung ist der Vorteil erzielt, daß die Schaltarbeit auf den überhaupt erreichbaren Mindestwert herabgesetzt wird, da die StVomunterbrechung in dem der Kontakttrennung folgenden Stromnulldurchgang zufolge Vorhandenseins der erforderlichen Löschdistanz gewährleistet ist und somit der Lichtbogen bzw. Stromübergang zwischen den geöffneten Kontakten auf den Bruchteil einer Halbwelle beschränkt bleibt.The invention has the advantage that the switching work is reduced to the attainable minimum value, since the power interruption in the current zero crossing following the contact separation due to the presence of the required extinguishing distance is guaranteed and thus the arc or current transfer remains limited to a fraction of a half-wave between the open contacts.

Man legt z. B. den steuernden Auslösebefehl auf den Stromnulldurchgang fest. Es ist nun möglich, auf Grund der feststehenden EigenzeitEi der Stromunterbrechungseinrichtung, in der die Löschdistanz der Kontakte erreicht wird, der Ausschalteinrichtung eine solche Eigenzeit E2 zuzuweisen, daß die Summe der Eigenzeiten Ei -E- E2 vom Auslösepunkt mit Bestimmtheit wieder zu einem Stromnulldurchgang führt, wie dies Abb. i der Zeichnung veranschaulicht, in der in dem mit A bezeichneten Stromnulldurchgang des Überstromes der Auslösebefehl gegeben wird und in dem mit B bezeichneten Stromnulldurchgang die Unterbrechung vollzogen ist. Man wird zu diesem Zweck die Kontakte von einer auf Millisekunden genau einstellbaren Ausschalteinrichtung bewegen lassen, deren Eigenzeit EZ so bemessen ist, daß die Kontakttrennung um die Eigenzeit Ei der Stromunterbrechungseinrichtung vor einem auf -den Auslöseimpuls folgenden Stromnulldurchgang erfolgt. Wenn E1 für alle Stromstärken konstant ist, kann die Ausschalteinrichtung auf eine unveränderliche Eigenzeit E2 eingestellt werden. Wenn sich dagegen El mit der Stromstärke ändert, kann die Ausschalteinrichtung so beschaffen sein, daß sich ihre Eigenzeit EZ selbsttätig je nach dem abzuschaltenden Überstrom ebenfalls ändert.One places z. B. the controlling trip command to the current zero crossing fixed. It is now possible, due to the fixed operating time Ei of the current interruption device, in which the extinguishing distance of the contacts is reached, the switch-off device one to assign such proper time E2 that the sum of the proper times Ei -E- E2 from the trip point definitely leads to a current zero crossing again, as shown in Fig. i of the drawing illustrated in the in the marked with A current zero crossing of the overcurrent the trip command is given and in the current zero crossing denoted by B. the interruption has taken place. One gets the contacts of one for this purpose can move the switch-off device adjustable to the nearest millisecond, whose The proper time EZ is dimensioned so that the contact separation around the proper time Ei of the current interruption device takes place before a current zero crossing following the trigger pulse. If E1 for all currents is constant, the switch-off device can be set to an immutable Proper time E2 can be set. If, on the other hand, El changes with the current strength, the switch-off device can be designed in such a way that its own time EZ is automatic also changes depending on the overcurrent to be switched off.

Außer der Verminderung der Schaltarbeit besitzt eine derartige Synchronsteuerung noch den Vorteil, daß die Stromunterbrechungseinrichtung selbst wesentlich einfacher und genauer arbeiten kann, weil überflüssige Beanspruchungen dieser Einrichtung fortfallen. Unter Umständen kann man finit wesentlich einfacherenUnterbrechungseinrichtungen auskommen als bisher, bei Druckgaslöscheinrichtungen kann der Blasdruck vermindert werden usw.In addition to reducing the switching work, such a synchronous control has it nor the advantage that the current interruption device itself is much simpler and can work more precisely because of unnecessary stresses on this facility fall away. In some circumstances, finitely much simpler interruption devices can be used get by than before, with compressed gas extinguishing devices the blowing pressure can be reduced become etc.

Die Eigenzeit Ei neuzeitlicher Stromunterbrechungseinrichtungen beträgt den Bruchteil einer Halbwelle. Bei Verwendung solcher Stromunterbrechungseinrichtungen ist es vorteilhaft, den Auslöseimpuls im Stroninulldurchgang zu geben und die Eigenzeit E2 der Ausschalteinrichtung so groß zu bemessen, daß sie sich mit der Eigenzeit Ei der Stromunterbrechungseinrichtung zu einer oder einigen wenigen vollen Wechselstrornperioden ergänzt. Ist beispielsweise Et = 0,003 Sekunden, dann wird E2=0,017, 0,037 usw. Sekunden. Mit einer derartigen Einstellung erieicht man, daß auch die Unterbrechung eines nicht symmetrisch verlaufenden Kurzschlußstromes, z. B. des einseitig verlagerten Stoßkurzschlußstromes unddesKurzschlußstromes in der zweit- und drittlöschenden Phase eines Drehstromschalters, im richtigen Augenblick eingeleitet wird. DieVerlängerung der Eigenzeit der Ausschalteinrichtung so, daß sie sich mit der Eigenzeit Ei zu einem Vielfachen einer vollen Wechselstromperiode ergänzt, läßt sich zum Zwecke selektiver Einstellung mehrerer Schalter verwenden.The proper time Ei of modern power interruption devices is the fraction of a half-wave. When using such current interruption devices it is advantageous to give the trigger pulse in the current zero crossing and the proper time E2 of the switch-off device to be dimensioned so large that it is compatible with the proper time Ei of the current interruption device at one or a few full alternating current periods added. For example, if Et = 0.003 seconds, then E2 = 0.017, 0.037, and so on. Seconds. With such an attitude one achieves that also the interruption a non-symmetrical short-circuit current, z. B. the unilaterally relocated Surge short-circuit current and short-circuit current in the second and third quenching Phase of a three-phase switch, is initiated at the right moment. The extension the self-time of the switch-off device so that it coincides with the self-time Ei A multiple of a full alternating current period can be added for the purpose Use for selective setting of multiple switches.

Bei Schaltern mit mehreren Polen, die phasenverschobene Ströme führen, müssen die Pole unabhängig voneinander unterbrochen und jeder Pol des Schalters muß mit einer eigenen Synchronausschalteinrichtung ausgerüstet sein. Bei Drehstromschaltern.. kann es zweckmäßig sein, die beiden auf die erstunterbrechende Phase folgenden Phasen in einem bestimmten zeitlichen Abstand von der ersten, jedoch gleichzeitig zu unterbrechen, weil die Ströme in diesen Phasen nach der Lichtbogenlöschung am ersten Pol in Phase kommen. Dies kann z. B. dadurch erzielt werden, daß man durch den Auslöse-Befehl der ersten unterbrechenden Phase die Auslöser der beiden folgenden Phasen beeinflussen läßt.For switches with several poles that carry out-of-phase currents, must break the poles independently and each pole of the switch must be equipped with its own synchronous disconnection device. For three-phase switches .. it may be useful to use the two phases following the first phase to interrupt at a certain time interval from the first, but at the same time, because the currents in these phases are in phase after the arc extinction at the first pole come. This can e.g. B. thereby be achieved that one through the Trigger command of the first interrupting phase triggers the following two Lets influence phases.

Der Synchronauslöser kann von einer auf den Stromnulldurchgangdes Überstromes ansprechenden Vorrichtung, z. B. einem eine Funkenstrecke, eine Elektronenröhre o. dgl. auslösenden gesättigten Stromwandler, gebildet werden. Der gesättigte Stromwandler hat den Vorteil, im Stromnulldurchgang sehr scharf ausgeprägte Spannungsspitzen für die Auslösung zu liefern.The synchronous release can switch from one to the current zero crossing of the Overcurrent responsive device, e.g. B. a spark gap, an electron tube o. The like. Triggering saturated current transformer are formed. The saturated current transformer has the advantage of very sharp voltage peaks in the current zero crossing to deliver for tripping.

Die Eigenzeit der Ausschalteeinrichtung setzt sich in der Hauptsache aus der Eigenzeit folgender Glieder zusammen: i. Dem Totgang bzw. der Überdeckung des Schalterkontaktes bzw. seiner Antriebsvorrichtung, 2. dem Kontaktantrieb selber (z. B. der Eigenzeit eines Druckluftintriebes), 3-. der Eigenzeit des mechanischen Absperr-oder Verriegelungsorgans für die Kontaktantriebskraft (z. B. eines Druckluftventiles) und q.. der Eigenzeit der elektrischen Steuerung dieses mechanischen Absperr- oder Verriegelungsorgans, die sich wieder zusammensetzt aus der Eigenzeit des elektrischen Steuerrelais und der magnetischen Zeitkonstanten des induktiven Steuerstromkreises.The operating time of the disconnecting device is mainly a matter of fact from the proper time together of the following terms: i. The lost motion or the overlap the switch contact or its drive device, 2. the contact drive itself (e.g. the proper time of a compressed air drive), 3-. the proper time of the mechanical Shut-off or locking device for the contact drive force (e.g. a compressed air valve) and q .. the proper time of the electrical control of this mechanical shut-off or Locking organ, which is composed again from the proper time of the electrical Control relay and the magnetic time constant of the inductive control circuit.

Man sieht zweckmäßigerweise eine leichte Regelbarkeit dieser Eigenzeiten vor, indem man Beispielsweise die Eigenzeit der Elektromagnete durch Änderung ihrer Erregung und die Eigenzeit von Organen-mit Druckluftsteuerung durch Änderung der Druckluftzufuhr veränderlich macht.It is useful to see that these proper times can be easily regulated before, for example, by changing the proper time of the electromagnets Excitation and proper time of organs-with compressed air control by changing the Makes compressed air supply variable.

Um die Summe dieser Eigenzeiten auf Millisekunden genau abstimmen zu können, ist es vorteilhaft, alle mechanischen Glieder der Steuereinrichtung mit so starken Auslösekräften anzutreiben, daß die auftretenden Reibungskräfte 'neben den Beschleunigungskräften vernachlässigbar klein sind. Zweckmäßigerweise werden alle mechanischen Glieder mit einem gasförmigen Druckmittel angetrieben, welches gegebenenfalls gleichzeitig als Stromunterbrechungsmittel verwendet wird. 'Durch das g4sförmige Druckmittel erhält man immer gleichbleibende Beschleunigungskräfte, außerdem ist die Trägheit einer solchen Einrichtung sehr klein.To fine-tune the sum of these proper times to the nearest millisecond to be able to, it is advantageous to use all mechanical links of the control device to drive so strong triggering forces that the frictional forces occurring 'next to the acceleration forces are negligibly small. Appropriately be all mechanical links are driven by a gaseous pressure medium, which is optionally used at the same time as a current interrupting means. 'By the g4s-shaped pressure medium always gives constant acceleration forces, in addition, the inertia of such a device is very small.

Es ist wesentlich, daß ein Teil der Eigenzeit der Steuereinrichtung von einem bestimmten Kontakttotgang gebildet wird, mit welchem die Kontakte selbst oder deren Be-: wegungseinrichtung ausgebildet ist, um eine bestimmte Kontakttrehnungsgeschwindigkeit sicherzustellen. .It is essential that some of the controller's own time is formed by a certain contact backlash with which the contacts themselves or the movement device of which is designed to achieve a certain contact rotation speed to ensure. .

Abb.2 der Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar: .Dem Äusführungsbeispiel liegt 5operiodiger Wechselstrom zugrunde: i ist ein Hartpapierrohr, das gleichzeitig als Durchführung dient und welches den Stromwandler 2 trägt, der einen gesättigten Eisenkern hat. 3 ist der feststehende rohrförmige Kontakt des Schalters, q. der bewegliche Kontakt, welcher um eine bestimmte Strecke e in den feststehenden Kontakt 3 eingreift und durch den Kolben 5 bewegt wird. Unter Umständen kann zwischen den Kolben 5 und den Kontakt q. noch ein besonderer Totgang dazwischengeschaltet sein, indem z. B. der Kolben den Kontakt nicht unmittelbar, sondern über einen Anschlag mitnimmt. Der Kolben 5 gleitet in dem Mefallzylinder 6. 7 ist ein Trennschalter, welcher über ein Gestänge 8 von dem im Zylinder 23 sich bewegenden Drucklüftkolben g betätigt wird, dem die Druckluft beim Ausschalten über eine Leitung io von sehr kleinem Querschnitt, beim Einschalten über eine Leitung ii und das Steuerventil r2 zugeführt wird. 13 ist die Hauptdruckluftleitung, von der über das Ventil 14 die Druckluft in das Rohr i gelangt. 15 ist ein zwischen die Druckluftleitung 1.6 und das Isolierrohr i dazwischengeschaltetes isolierendes Anschlußrohr. 17 ist die Spule des Ventilmagneten; diese kann zweckmäßig mit erhöhter Spannung, z. B. der 1,5- bis 2fachen Spannung, betätigt werden, um ein genaues Arbeiten des Ventils zu erreichen. i8 ist eine Gleichstrombatterie, welche für den die Spule 17 enthaltenden Steuerstromkreis 3o den Steuerstrom liefert. In den Steuerstromkreis 3o ist die Sekundärspule des Stromwandlers 2 sowie die Funkenstrecke ig eingeschaltet. Der Steuerstromkreis 3o für die elektrische Auslösung der Kontaktantriebskraft -hier der Druckluft - ist außer durch den Synchronauslöser (2, ig) durch ein gewöhnliches Überstrom- bzw. Selektivrelais 2.1 mittels des Kontaktes 2o gesteuert, derart, daß der Auslösestrom im Kreis 3o erst fließen kann, wenn beide Relais, die Funkenstrecke ig und das Relais 2o/2i, angesprochen haben. Die vom Synchronauslöser 2 erzeugte Auslösespannung wird dabei unmittelbar in den Auslösestrornkreis 30, welcher das darauf ansprechende Relais ig enthält, induziert. Anstatt einer Funkenstrecke ig mit feststehenden Elektroden kann man auch eine solche mit Elektroden verwenden, die -synchron mit dem Wechselstrom schwingen, wobei die Schwingungen z. B. so abgepaßt sein können, daß sich die Elektroden im Stromnulldurchgang am nächsten stehen, daher überschlagen werden und den Steuerstromkreis schließen. 22 ist ein Handschalter, welcher für das willkürliche Ausschalten des Schalters dient. 28 ist ein regelbarer Parallelwiderstand zur Spule 17.Fig.2 of the drawing shows an embodiment of the invention: The embodiment is based on 5-period alternating current: i is a hard paper tube that also serves as a bushing and which carries the current transformer 2, which has a saturated iron core. 3 is the fixed tubular contact of the switch, q. the movable contact, which engages the fixed contact 3 by a certain distance e and is moved by the piston 5. Under certain circumstances, between the piston 5 and the contact q. still be a special backlash interposed by z. B. the piston does not take the contact directly, but via a stop. The piston 5 slides in the Mefallylinder 6. 7 is a circuit breaker which is actuated via a linkage 8 by the pressure release piston g moving in the cylinder 23, to which the compressed air when switched off via a line io of very small cross-section, when switched on via a line ii and the control valve r2 is supplied. 13 is the main compressed air line from which the compressed air reaches pipe i via valve 14. 15 is an insulating connecting pipe interposed between the compressed air line 1.6 and the insulating pipe i. 17 is the coil of the valve solenoid; this can expediently with increased voltage, z. B. 1.5 to 2 times the voltage to be operated to achieve an accurate operation of the valve. i8 is a direct current battery which supplies the control current for the control circuit 3o containing the coil 17. The secondary coil of the current transformer 2 and the spark gap ig are switched on in the control circuit 3o. The control circuit 3o for the electrical triggering of the contact drive force - here the compressed air - is controlled by a common overcurrent or selective relay 2.1 by means of the contact 2o, in addition to the synchronous release (2, ig), in such a way that the triggering current can only flow in circuit 3o if both relays, the spark gap ig and the relay 2o / 2i, have responded. The release voltage generated by the synchronous release 2 is induced directly into the release circuit 30, which contains the relay ig responding to it. Instead of a spark gap ig with fixed electrodes, one can also use one with electrodes that oscillate synchronously with the alternating current. B. can be adjusted so that the electrodes are closest to each other in the current zero crossing, therefore they are rolled over and close the control circuit. 22 is a manual switch which is used to turn off the switch at random. 28 is a controllable parallel resistor to the coil 17.

Die Stromunterbreclhungseinrichtung besteht aus den mit Druckluft gespeisten Rohren i und 3 und dem das Schaltstück 4 bewegenden Kolben 5, wobei die Rohre die Druckluft und den Lichtbogen so führen und der Kolben dem Kontakt 4 eine solche Kontakttrennungsgeschwindigkeit erteilt, daß die Unterbrechung des zwischen den geöffneten Kontakten fließenden Stromes durch eine 3 Millisekunden vor dem Stromnulldurchgang erfolgende Kontakttrennung gewährleistet ist. Die Zeit von 3 Millisekunden ist dann die Eigenzeit El der Stromunterbrechungsvorrichtung. Innerhalb dieser Zeit gelangt der Kontakt ¢ in eine solche Entfernung, daß die zwischen den geöffneten Kontakten nach dem Stromnulldurchgang auftretende Spannung die durch die Druckluftbelastung entstehende Isoliertrennstrecke nicht mehr durchschlagen kann. Das Rohr 1 wird aus der Druckluftleitung 13 mit Druckluft von einigen, z. B. 5 at gespeist. Von diesem Druck ist die Eigenzeit ebenfalls abhängig.The current interruption device consists of the compressed air fed tubes i and 3 and the piston 5 moving the contact piece 4, the Tubes the compressed air and the arc so lead and the piston to the contact 4 a such contact separation speed granted that the interruption of the between the open contacts flowing current through a 3 milliseconds before the current zero crossing contact separation is guaranteed. The time of 3 milliseconds is then the operating time El of the current interrupting device. Arrived within this time the contact ¢ at such a distance that the between the open contacts after the current zero crossing the voltage caused by the compressed air load the resulting insulating separation section can no longer penetrate. The tube 1 is turned off the compressed air line 13 with compressed air from some, for. B. 5 at fed. Of this Pressure is also dependent on the proper time.

Die Eigenzeit E. der Ausschalteinrichtung setzt sich zusammen aus: i. Der für das Zurücklegen der Überdekkung e des Kontaktes 4. erforderlichen Zeit, 2. der Eigenzeit, welche für <las Anfüllen des vom Rohr i, den Kontaktstücken und dem Kolben 5 sowie der Rohrleitung 15, 16 umschlossenen Raumes mit Druckluft vom Augenblick der Öffnung des Ventils rd. an erforderlich ist, 3. der Eigenzeit des Ventils 14, welche dieses gebraucht, um vom Augenblick der Erregung der Spule 17 an in die ganz geöffnete Stellung zu gelangen, 4. der magnetischen Zeitkonstanten des die Spule 17 enthaltenden Steuerstromkreises und 5. der Ansprechverzögerung der Funkenstrecke ig.The operating time E. of the switching device is made up of: i. The time required to cover the cover e of the contact 4. 2. the proper time, which is needed for the filling of the tube i, the contact pieces and the piston 5 and the pipe 15, 16 enclosed space with compressed air from the moment the valve is opened, 3. the proper time of the valve 14, which this uses, from the moment the coil is energized 17 to get into the fully open position, 4. the magnetic time constants of the control circuit containing the coil 17 and 5. the response delay the spark gap ig.

Für die Berechnung der Eigenzeit ist noch zu berücksichtigen, daß sämtliche Glieder der Steuerung ihren Endzustand nicht plötzlich, sondern allmählich erreichen.For the calculation of the proper time it must also be taken into account that all the members of the control system do not end up suddenly, but gradually reach.

Die Abschaltung infolge einer Überlastung oder eines Kurzschlusses in der Leitung 25, 26 vollzieht sich folgendermaßen: In der Sekundärspule des gesättigten Stromwandlers 2 sind bei normalem Betriebsstrom nur ganz kleine Spannungen vorhanden, die die Funkenstrecke ig nicht zum Ansprechen bringen. Im Falle eines Auslöseüberstromes treten jedoch im Stromriulldurchgang des Überstromes sehr ausgeprägte hohe Spannungsspitzen U gemäß Abb. 3 in der Sekundärwicklung des Stromwandlers auf. Diese erzeugen, sobald der Kontakt 2o durch das Überstromrelais 21 geschlossen worden ist, beim Stromnulldurchgang einen Überschlag der Funkenstrecke ig. Diesem Überschlag folgt der Steuerstrom aus der Batterie 18 nach, und es fließt daher ein Gleichstrom über die Spule 17, wodurch das Ventil 14 mit der ihm eigentümlichen Eigenzeit aufgerissen wird. Nun fließt die Luft aus der Druckluftleitung 13 in die Leitung 15, 16 und das Rohr i und drückt auf den Kolben 5. Der Kolben setzt sich mit wachsender Geschwindigkeit in Bewegung. Die Kontakttrennung erfolgt jedoch erst, wenn der Kontakt 4 den Überdeckungsweg e zurückgelegt hat. Auf diesem Weg wird der Kolben mit dem Schaltstück 4 so stark beschleunigt, daß die Geschwindigkeit im Augenblick der Kontakttrennung ausreicht, um der Kontakttrennungsstrecke innerhalb der Eigenzeit von 3 Millisekunden die für die Unterbrechung erforderliche Länge zu geben, z. B. bei 5 at Druck und 16 kV effektiv Betriebsspannung eine Länge von i cm. Die Steuerung wurde nun so eingestellt, daß vom Überschlag der Funkenstrecke ig an bis zur Kontakttrennung eine Zeit von 17 Millisekunden verflossen ist. Diese Einstellung kann z. B. durch Regelung der Erregung der Spule 17 mit Hilfe des Regelwiderstandes 28, durch Regelung . der Bohrung des Ventils i-. oder der Kontaktüberdeckung e oder des Kontakttotganges erfolgen. Der Kontakt 4 steht daher 17+3 = 20 Millisekunden, das ist bei Soperiodigem Wechselstrom eine volle Periodendauer nach dem Überschlag derFunkenstrecke ig in jener Stellung, wo die Stromunterbrechung möglich ist. Da der Überschlag der Funkenstrecke im Augenblick eines Stromnulldurchganges erfolgte, so erreicht der Kontakt diese Stellung gerade wieder im Stromnulldurchgang. Im Stromnulldurchgang kann nun die geschaffene Unterbrechungsstrecke von i cm durch die Druckluftblasung vollkommen durchschlagsfest gemacht werden. Hierdurch ist die Unterbrechung mit dem kleinsten möglichen Lichtbogen vollzogen.The shutdown due to an overload or a short circuit in the line 25, 26 takes place as follows: In the secondary coil of the saturated Current transformer 2 only has very low voltages with normal operating current, which do not respond to the spark gap ig. In the event of a tripping overcurrent however, very pronounced high voltage peaks occur in the riull passage of the overcurrent U according to Fig. 3 in the secondary winding of the current transformer. These generate as soon as the contact 2o has been closed by the overcurrent relay 21, when the current crosses zero a flashover of the spark gap ig. The control current follows this rollover the battery 18 after, and it therefore flows a direct current through the coil 17, whereby the valve 14 is torn open with the proper time peculiar to it. Well flows the air from the compressed air line 13 into the line 15, 16 and the tube i and presses on the piston 5. The piston starts moving with increasing speed. The contact separation does not take place until the contact 4 has passed the overlap path e has traveled. In this way, the piston with the contact piece 4 becomes so strong accelerates so that the speed is sufficient at the moment of contact separation, around the contact separation distance within the proper time of 3 milliseconds for to give the interruption required length, e.g. B. effective at 5 at pressure and 16 kV Operating voltage a length of 1 cm. The controls have now been set so that from the rollover of the spark gap ig to the contact separation a time of 17 Milliseconds have passed. This setting can e.g. B. by regulating the excitation the coil 17 with the help of the variable resistor 28, by regulation. the bore of the Valve i-. or the contact overlap or the contact backlash. Of the Contact 4 is therefore 17 + 3 = 20 milliseconds, that is with soperiodic alternating current a full period after the spark gap ig in that position, where power interruption is possible. Because the flashover of the spark gap at the moment a current zero crossing occurred, the contact has just reached this position again in the current zero crossing. In the current zero crossing, the created interruption path can now of 1 cm can be made completely puncture-proof by blowing compressed air. As a result, the interruption is completed with the smallest possible arc.

Der Kolben 5 bewegt sich noch weiter. Inzwischen hat auch der Zylinder 23 über das dünne Rohr io Druckluft erhalten, so daß sich der Kolben g nach rechts bewegt und über das Gestänge 8 den Trennschalter 7 öffnet. Hierdurch wird eine sichtbare Lufttrennstrecke in den Stromkreis eingeschaltet.The piston 5 continues to move. Meanwhile, the cylinder too 23 received compressed air through the thin tube so that the piston g moves to the right moves and the circuit breaker 7 opens via the linkage 8. This makes a visible Air gap switched on in the circuit.

Das Wiedereinschalten des Schalters kann entweder mit Hilfe der Kontakte 3, 4 erfolgen, indem der Kontakt 4 nach dem Absperren des Ventils 14 durch die Feder 24 mit dem Rohr 3 wieder in Eingriff gebracht wird. Es ist auch möglich, mit Hilfe des Schalters 7 einzuschalten, wobei die Kontakte 3, 4 schon vorher durch die Feder 24 geschlossen werden müssen. Um den Schalter 7 zuschließen, wird durch öffnen des Ventils 12 über die Leitung i i die rechte Seite des Kolbens 9 unter Druck gesetzt.The switch can be switched on again either with the help of the contacts 3, 4 take place by the contact 4 after the valve 14 has been shut off by the spring 24 is brought into engagement with the tube 3 again. It is also possible with help of the switch 7 to be switched on, the contacts 3, 4 already by the spring 24 must be closed. To close switch 7, is by open the valve 12 via the line i i the right side of the piston 9 below Pressure set.

Als Stromunterbrechungseinrichtungen lassen sich auch solche verwenden, bei denen die Kontakte.unter einer stromleitenden Flüssigkeit getrennt und der Strom lichtbogenfrei durch Einschaltung von Flüssigkeitswiderstand unterbrochen wird.As current interruption devices, those can also be used, in which the contacts are separated under a conductive liquid and the current is interrupted without arcing by switching on a liquid resistance.

Claims

PATENT CLAIMS: i. AC switch, its arc in a fraction a half-wave is deleted, with synchronous triggering device, which the trigger pulse depending on the current phase; characterized in that the release device the separation of the contacts by such a period of time before a current zero crossing brings about, which is just sufficient that up to this current zero crossing the depending on the conditions of the switch and can be specified for each type of switch The contacts have reached the clearing distance. z. AC switch according to claim i, characterized by the use of such a switch-off device, the one counted from the switch-off command of the synchronous release to the start of the contact movement ' Response time that can be set to within milliseconds. `3. AC switch after Claims i and z-, characterized in that the trigger pulse occurs at the current zero crossing is given and at the same time dimensioned the operating time of the switching device so large is that it deals with the distance required for the separation of the contacts on the erase distance Period of time added to one or a few full AC periods. 4th A multi-pole alternating current switch according to claim i, which outputs phase-shifted currents lead, characterized in that the poles interrupt independently and each pole of the switch is equipped with a synchronous disconnection device. 5. AC switch according to claims i to 3, characterized in that the synchronous release is formed by a saturated current transformer, which has a Trigger voltage generated and thereby a spark gap, electron tube or the like. to respond. 6. AC switch according to claim i to 3, characterized in that that in addition to the synchronous release, a normal overcurrent relay controls the control circuit for the electrical triggering of the contact drive force controls, such that the The tripping current only flows when both relays have responded. 7. Exchange switch according to claim 5, characterized in that the release voltage generated by the synchronous release is induced in the trip circuit for the contact driving force, which is a contains responsive relay. B. AC switch according to claim z, characterized characterized in that part of the operating time of the switching device from one. certain Contact coverage or a certain contact backlash is formed with which the contacts themselves or their moving device are equipped to a specific Ensure contact separation speed. -9. AC switch according to claim a, characterized in that all mechanical members of the disconnection device are driven with so strong release forces that the frictional forces that occur are negligibly small compared to the acceleration forces. ok Alternating current shadow according to claim z, characterized in that mechanical elements of the disconnection device be driven with a gaseous pressure medium, which optionally simultaneously is used as a current interrupting means. i i. AC switch according to claim z, characterized in that the operating time of the switching device is made controllable is. 1z. AC switch according to Claim 4 for three-phase current, characterized in that that only the first interrupting phase gets the trigger pulse from the network while the two following phases from the trigger of the first interrupting phase the trigger pulse get in such a way that they are at a certain time interval after the first Interrupt phase at the same time.